הלידה הכאוטית של גמדים חומים נחשפה

תצפיות חדשות מספקות תובנות אם לידת כוכבי הלכת הענקיים עוברת מסלול דומה לזה של כוכבים.

הולדת כוכבים היא תהליך כאוטי ודינמי, במיוחד בשלב המוקדם, המאופיין במבני גז מורכבים בצורת ספירלות וזרמים. מבנים כאלה מכונים "חוטי הזנה" מכיוון שהם מזינים את החומר הגזי מהסביבה לכוכב שזה עתה נולד, בדומה לחבל הטבור הקוסמי.

חבל טבור קוסמי

ננסים חומים הם עצמים שמימיים בעלי מסה קטנה מעשירית ממסה השמש. זה הופך אותם לקטנים מכדי לעבור היתוך גרעיני ולהאיר כמו כוכבים. לפני כן, מדענים לא ידעו אם ננסים חומים נוצרים כמו כוכבים דמויי שמש או לא. בדיקה של השערה זו דורשת תצפיות ברגישות גבוהה וברזולוציה גבוהה של ננסים חומים בשלבי היווצרותם המוקדמים ביותר. צוות בינלאומי בראשותו של אסטרופיזיקאי LMU ד"ר בסמה ריאז ממצפה הכוכבים האוניברסיטאי במינכן השיג כעת בדיוק את זה: החוקרים ערכו תצפיות על הגמד החום הצעיר ביותר, Ser-emb 16, תוך שימוש בחומר המתוחכם ביותר. אלמא מצפה כוכבים בצ'ילה ופרסמו לאחרונה את תוצאותיהם בכתב העת הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.

תצפיות ALMA על הספירלה (משמאל) והזנב (מימין) לעבר הגמד החום הצעיר במיוחד Ser-emb 16. קרדיט: Basmah Riaz

"התצפיות שלנו חשפו מבני ספירלה וזרמים מרהיבים בקנה מידה גדול שלא נראו מעולם לעבר גמד חום שזה עתה נולד", אומר ריאז. החוטים מכסים שטח עצום של כ-2,000-3,000 יחידות אסטרונומיות ומחוברים לסר-אמב 16. מסביבו נראו גם גושי חומר, שבעצמם עלולים להתפתח לגמדים חומים צעירים. "תצפיות אלה מראות, בפעם הראשונה, את השפעת הסביבה החיצונית, מה שמביא להצטברות מסה א-סימטרית באמצעות האכלה של חוטים על ננס חום בהתהוות", אומר האסטרונום.

גושים מתמוטטים או ליבות מגנטיות?

המבנים הספירליים והסטרימרים מספקים רמזים חשובים לגבי האופן שבו נוצרים גמדים חומים. לאחר הדמיית תרחישים אפשריים, השוו החוקרים אותם עם נתונים ממצפה הכוכבים ALMA. ניתן להסביר את המבנים הגדולים, למשל, בהתנגשויות של גושים קורסים בתוך אזור יצירת כוכבים. כדי שזה יקרה, התנגשויות כאלה יצטרכו להתרחש לפחות פעם אחת במהלך חייהן של ליבות יוצרות כוכבים. "הראינו באמצעות סימולציות מספריות חדשות שהתנגשויות מעוררות קריסת אפילו גושים קטנים ליצירת גמדים חומים. ספירלות וסטרימרים בגדלים שונים ובמורפולוגיות שונות נוצרות עקב ההתנגשויות המתרחשות לצדדים, לא חזיתית", אומר מחבר שותף ד"ר דימיטריס סטמטלוס מאוניברסיטת מרכז לנקשייר באנגליה. אם המודל הזה נכון, הוא מרמז על תהליך היווצרות דינמי של ננס חום, בדומה לכוכבים דמויי שמש, שבהם אינטראקציות כאוטיות בסביבה של יצירת כוכבים נפוצות מגיל צעיר.

בתרחיש אחר, ההדמיות הראו שהמבנים שנצפו תואמים לדיסקה הגדולה (פסאודו) סביב גמד חום צעיר מאוד, כאשר הדיסק (הפסאודו) התפתלה על ידי סיבוב של ליבת הגמד החום בנוכחות שדה מגנטי חזק. אם המודל הזה נכון, זה אומר שהשדה המגנטי ממלא תפקיד חשוב בתהליך היווצרות הגמד החום.

"תצפיות ה-ALMA שלנו מספקות תובנה ייחודית לשלבי היווצרותם המוקדמים של גמדים חומים", אומר ריאז. השוואה של התצפיות עם המודלים תומכת בתרחיש כניסת כבידה שיכול להסביר את הצטברות המסה הא-סימטרית הנראית בצורת ספירלות וזרמים, כפי שנראים סביב כוכבים יוצרים. "כתוצאה מכך, Ser-emb 16 מהווה מקרה ייחודי של גמד חום שנלכד בתהליך היווצרות בצורה דמוית כוכב", מסביר פרופסור Masahiro Machida מאוניברסיטת קיושו ביפן, גם מחבר שותף במחקר.